Как работает водяной теплый пол: принцип действия, устройство разных видов подключений

Схема укладки теплого водяного пола

Из всех схем укладки труб водяного пола практическое применение нашли схемы так называемые «змейка» и «улитка».

Итак, схема змейка является самой простой в укладке и как видно из рисунка положить её можно достаточно просто. Но как обычно есть и небольшой недостаток. Из-за того, что подающая труба заходит с одного края площади комнаты, а с другого конца выходит обратка, то и пол в помещении будет прогреваться с одной стороны больше, а с другой меньше.

Вторая, самая лучшая схема укладки, это улитка. Можно заметить, что вместе с подающей трубой рядом всегда идет обратка и так чередуется постоянно, пол при такой укладке прогревается ровно.

укладка трубы улиткой

Исходя из своей практики скажу — где можно в доме уложить по схеме улитка укладывается улитка. В основном это комнаты и квадратные помещения.

В длинных узких помещениях применяем схему змейка, это узкие коридоры, кладовки, маленькие санузлы и т.д.

Расстояние между трубами теплого пола

Расстояние между трубами теплого пола называется шагом укладки и составляет обычно 150 мм. Это расстояние обеспечивает равномерно прогретое основание, и вы не будете ощущать так называемый эффект «зебры». Если нам требуется сделать «перегретую» область (в данном случае обозначается что этот участок будет не раскален до бела, а на один два градуса будет выше, чем остальная поверхность) необходимо уменьшить шаг до 100 мм. Такой подход обеспечит конвекцию, например возле внешних стен и таким образом мы избавимся от запотевания окон. Картинка с увеличенным шагом.

Максимальная длина контура теплого пола

При укладке трубы необходимо разделить всю площадь застилаемого пола на участки, которые составят отдельные контура водяного теплого пола. Причем это нужно выполнить таким образом, чтобы.

Во-первых, обеспечить потом заливку стяжки разделив их (участки) между собой демпферной лентой. Такой подход гарантирует отсутствие растрескивания бетонной стяжки пола.

Во-вторых, исходя из максимальной длины контура теплого пола. Для частного дома я рекомендую использовать трубу диаметром 16 мм и для нее длина не должна превышать 100 метров, на практике лучше ограничиваться 60-80 метрами – это оптимально. То есть каждый участок по площади выйдет по 10-12 метров квадратных.

Какую трубу выбрать для теплого пола?

При написании этой статьи (сентябрь 2018 года для информации) я задал этот вопрос яндексу и увидел, что на первых местах в поиске висят рекомендации по укладке в стяжку труб из металлопласта и еще всякая ерунда. Учитывайте этот факт пожалуйста. И если вы попадете ко мне на сайт в 2030 году и увидите этот пост не обновленным закройте немедленно.

Пройдя обучение в Академии Рехау, а также в фирме ТЕСЕ я конечно рекомендовал бы к применению только их трубы. По крайней мере они дают на них гарантийный срок 50 лет. Но в силу того, что многим покажется, что их продукция дорогая, то вердикт мой таков.

При устройстве теплого водяного пола труба должна быть выполнена из сшитого полиэтилена с маркировкой PEX-a или PEX-c. Если кратко, то это самые современные трубы, которые нужно применять для скрытого монтажа. И на данный момент времени ничего лучшего для водяного пола нет. О том какие трубы рехау для чего предназначены подробно здесь.

Материалы для теплого водяного пола

Чаще всего делают водяной теплый пол в стяжке. О его структуре и необходимых материалах и пойдет речь. Схема теплого водяного пола представлена на фото ниже.

Схема теплого водяного пола со стяжкой

Все работы начинаются с выравнивания основания: без утепления затраты на обогрев будут слишком высокими, а укладывать утеплитель можно только на ровную поверхность. Потому первым делом готовят основание — делают черновую стяжку. Далее опишем пошагово порядок работ и используемые в процессе материалы:

• По периметру помещения раскатывают и демпферную ленту. Это полоса теплоизоляционного материала, толщиной не более 1 см. Она предотвращает потери тепла на обогрев стен. Вторая ее задача — компенсировать температурное расширение, которое возникает при нагреве материалов. Лента может быть специальной, а еще можно уложить нарезанный полосами тонкий пенопласт (толщиной не более 1 см) или другой утеплитель такой же толщины.
• На черновую стяжку укладывается слой теплоизолирующих материалов. Для устройства теплого пола лучший выбор — пенополистирол. Лучше всего — экструдированный. Его плотность должна быть не менее 35кг/м&span2;. Он достаточно плотный, чтобы выдержать вес стяжки и эксплуатационные нагрузки, имеет отличные характеристики и длительный срок экплуатации. Его недостаток — он дорог. Другие, более дешевые материалы (пенопласт, минеральная вата, керамзит), имеют массу недостатков. Если имеете возможность — используйте пенополистирол. Толщина теплоизоляции зависит от многих параметров — от региона, характеристик материала фундамента и утеплителя, способа организации чернового пола. Потому ее необходимо рассчитывать применительно к каждому случаю.

• Далее часто кладут армирующую сетку с шагом 5 см. К ней также привязывают трубы — проволокой или пластиковыми хомутами. Если использовался пенополистирол, можно обойтись без армирования — крепить можно специальными пластиковыми скобами, которые вгоняют в материал. Для других утеплителей армирующая сетка обязательна.
• Поверх устанавливают маяки, после чего заливают стяжку. Ее толщина — на менее 3 см над уровнем труб.
• Далее укладывается чистовое напольное покрытие. Любое, подходящее для использования в системе полов с подогревом.

Это все основные слои, которые необходимо уложить, когда будете делать водяной теплый пол своими руками.

Трубы для теплого пола и схемы укладки

Основной элемент системы — трубы. Чаще всего используют полимерные — из сшитого полиэтилена или металлопластиковые. Они хорошо гнутся, имеют длительный срок службы. Единственный их явный недостаток — не слишком высокая теплопроводность. Этого минуса нет у появившихся недавно гофрированных труб из нержавейки. Гнутся они лучше, стоят не дороже, но по причине малой известности пока используются нечасто.

Диаметр труб для теплого пола зависит от материала, но обычно он 16-20 мм. Укладываются они по нескольким схемам. Самые распространенные — спираль и змейка, есть несколько модификаций, которые учитывают некоторые особенности помещений.

Схемы укладки труб теплого водяного пола

Укладка змейкой — самая простая, но проходя по трубам теплоноситель постепенно остывает и к концу контура доходит уже значительно более холодный, чем был вначале. Потому зона, куда поступает теплоноситель будет самой теплой. Эту особенность используют — укладку начинают с самой холодной зоны — вдоль наружных стен или под окном.

Этого недостатка почти лишена двойная змейка и спираль, но они сложнее в укладке — необходимо нарисовать схему на бумаге, чтобы не запутаться при укладке.

Стяжка

Можно использовать для заливки водяного теплого пола обычный цементно-песчаный раствор на основе портландцемента. Марка портландцемента должна быть высокой — М-400, а лучше М-500. Марка бетона — не ниже М-300.

Полусухая стяжка для теплого пола

Но обычные «мокрые» стяжки очень долго набирают свою проектную прочность: не менее 28 суток. Все это время включать теплый пол нельзя: пойдут трещины, которые могут даже порвать трубы. Потому все чаще используют так называемые полусухие стяжки — с добавками, которые увеличивают пластичность раствора, значительно сокращая количество воды и время на «вызревание». Их можно добавлять самостоятельно или искать сухие смеси с соответствующими свойствами. Стоят они дороже, но мороки с ними меньше: по инструкции добавляют требуемое количество воды и перемешивают.

Водяной теплый пол своими руками сделать вполне реально, но потребуется приличный отрезок времени и немалые средства.

Основные правила проектирования

Проектирование теплого пола

• Длина каждого контура 16 мм не должна превышать 100 м (или 120 для труб диаметром 20 мм). Чем короче будет длина труб, тем экономичнее окажется система, так как потребуется более слабый циркулярный насос.
• Оптимальным вариантом для 16 мм труб считается длина 65 м, или примерно 10 м2. Расход насоса для работы на такое помещение (10 м2) должен быть не менее 2 литров в минуту.
• Нужно проектировать контуры таким образом, чтобы они имели равномерную длину, и не отличались друг от друга более чем на 10-20% с учетом подвода к коллектору.
• Оптимальное расстояние между труб 150 мм.
• Температура поверхности не должна превышать 30 градусов. В большинстве случаев этого достаточно. Имейте в виду, что температура теплоносителя может быть на 10-20 градусов выше.
• Самым оптимальным способом укладки труб является «улитка». Такой вариант равномерно распределяет тепло по поверхности и не создает больших гидравлических потерь за счет плавных поворотов.
• Так как на полу рядом с наружными стенами холоднее, там шаг укладки делается в 1,5 раза меньше, но не менее 10 сантиметров.
• Крепление труб лучше всего делать по разметке. Особенно без неё не обойтись, если имеются препятствия, которые нужно обходить, либо косые углы.

Пример идеального теплого пола

Конструкция теплого пола

• Основание имеет перепады высот менее 3 см;
• Используется утеплитель толщиной от 3 сантиметров, тем самым повышается эффективность системы, она не греет пол по направлению вниз. Лучше всего использовать пенопласт или пенополистирол плотностью выше 35 кг/м3.
• Бетонная стяжка имеет толщину 4-10 см.
• Используется арматурная сетка для армирования стяжки и равномерного распределения тепла.
• Применяются сшитые из полиэтилена или металлопластиковые трубы. Разницы между ними особой нет, кроме как в удобстве укладки: металлопластик будет легко укладывать, так как он просто гнется.
• Чем больше будет диаметр труб – тем меньше будет сопротивление потоку и теплопередача, а значит и КПД выше. Поэтому обычно используют трубы диаметром 16 и 20 мм.
• В качестве защитного и теплораспределяющего слоя поверх труб используется бетонная стяжка с мелким щебнем.

Параметры системы

Чтобы сделать теплый водяной пол своими руками, нужно знать еще несколько особенностей и правил, без которых обойтись нельзя.

Какие использовать трубы

Трубы для теплого водяного пола можно применять следующие:

• металлопластиковые (качественные и фирменные с длительным сроком эксплуатации, например, Rehau (Рехау) или Valtec (Валтек));
• полиэтиленовые — предпочтительнее PEX-a или PERT;
• гофрированная нержавейка;
• полипропиленовые (следить за качеством сварных швов и использовать только с армированием, причем армирование должно быть алюминием, расположенным посередине, а не ближе к наружному краю);

• медные — надежные, но очень дорогие.

Параметры труб: диаметр и длина

Длина трубы в одном контуре зависит от диаметра: чем меньше диаметр, тем меньшая длина может использоваться, но слишком длинные контура невыгодны. Причем не только потому, что метр такой трубы стоит дороже, но и потому, что в системе получается слишком много воды, и она становится слишком инерционной и неэффективной. При любом материале труб рекомендуют использовать диаметры от 16 мм до 20 мм. Такого сечения достаточно для обогрева любого бытового помещения.

Теперь о рекомендуемой длине контура из труб популярных лдиаметров:

• При использовании металлопластиковых труб 16 мм сечения максимальная длина контура составляет 100 м, но реально лучше не делать больше 60-80 м.
• При использовании труб того же материала, но сечением 20 мм, максимум можно уложить 140 м, а реально — 100-120 м.

Примерно такие же размеры петель использовать можно и для других материалов. Если для помещения заявленного количества не хватает, делают несколько контуров, каждый из которых заводят на соответствующий вход/выход коллектора.

Два контура заходят на гребенку

При наличии нескольких контуров демпферная лента раскатывается не только по периметру комнаты, но и разделяет контура. И еще один нюанс: для того чтобы при нескольких контурах легче было поддерживать одинаковую температуру, контура желательно делать одинаковой длины.

Схемы и шаг укладки  труб

Самые распространенные схемы теплого водяного пола — «змейка» и «улитка». При укладке «змейкой» расход трубы меньше, но при этом наблюдается неравномерный нагрев пола: по трубе на поддаче идет вода намного горячее, а примерно от середины длинны, она становится уже довольно холодной. Потому при использовании простой «змейки» одна часть пола будет значительно теплее, чем другая. Этот недостаток можно использовать с умом: начинать раскладку от наружных стен, возле которых теплопотери больше. Если вас такой вариант не устраивает — укладывайте «улитку». Она несколько сложнее в расчете, но дает более равномерную температуру пола. В любом случае, использовать «змейку» целесообразно на контурах небольшой длины.

Схема укладки труб теплого водяного пола

Для качественного и равномерного подогрева не менее важен шаг укладки теплого водяного пола. Он находится в диапазоне 10-30 см. Чем ближе друг к другу расположены трубы, тем сильнее нагревается пол. Исходя из этого и определяют требуемое расстояние между двумя соседними трубами. Например, в кухне шаг можно сделать меньше от 25 см — тут достаточно других источников тепла. В ванной же наоборот — его нужно делать небольшим — во-первых, плитка — теплоемкий материал, а во-вторых, тут нужны более высокие температуры. Потому в ванной шаг водяного пола — от 15-20 см. Аналогичное расстояние требуется для детских комнат. Кроме того шаг можно делать в одной комнате неравномерным: например, у окон или дверей, вдоль наружных стен, укладывать кабель ближе друг к другу, а в центре — реже.

Схемы укладки водяного контура

Если монтаж теплых водяных полов осуществляется по накатанной, традиционной технологии в четкой последовательности, то укладка греющей трубы может выполняться в различных вариациях. Основная цель, которую преследуют при оборудовании греющих полов, заключается в равномерном обогреве всей площади отапливаемого помещения. Укладывать трубопровод просто так, как захочется, значит заведомо создать проблемные зоны во всей конструкции. Теплоноситель по мере расхода имеет свойство быстро терять температуру, поэтому трубы необходимо уложить, начиная от стен, далее двигаясь к входу в помещение или к его центру. Для этого специально разработанные оптимальные схемы укладки водяного контура, каждая из которых имеет свои особенности.

Можно смонтировать теплый пол своими руками, водяной, контур которого будет укладываться следующим образом:

• монтаж трубы по схеме змейка»
• укладка трубопровода по схеме улитка;
• комбинированная схема.

При оборудовании отопления в угловых комнатах используется схема укладки трубы для усиленного обогрева.

В каждом отдельном случае можно говорить о преимуществах той или иной схемы. К примеру: улитка является самой простой схемой. Изгиб трубы здесь достигает 900, тогда как в змейке греющая труба будет изогнута на 1800.

Там где отапливаемые помещения имеют линейный уклон, лучше монтировать трубу по схеме «змейка». Трубопровод укладывается по направлению от смесительного узла в сторону уклона. Воздушные пробки в таком варианте легко удаляются, чего не скажешь о трубе, уложенной по схеме «улитка». В помещениях с уклоном удаление воздушных пробок может быть проблематичным.

Уложенные на подготовленное основание греющие трубы подключаются к коллектору, распределяющего подачу теплоносителя в систему. Распределительный шкаф вместе со смесительным узлом устанавливается либо в отапливаемом помещении, либо рядом с ним, что существенно снижает количество труб и расход другие материалов. Изгибы водяной трубы в месте подключения к коллектору зашиваются в специальный защитный короб.

В каждом отдельном случае следует придерживаться определенного порядка укладки водяной трубы. При работе со схемой улитка, труба сначала укладывается по периметру стен, после чего от самой дальней стены следует поворот. В обратном направлении труба укладывается по спирали, достигая центра отапливаемого помещения. Для схемы змейка укладка водяного контура происходит следующим образом. Труба ложится по периметру стен, после чего в обратном направлении делаются равномерные изгибы.

Используемые в ряде случаев комбинированные схемы монтажа греющих труб для теплых полов, предполагают одновременное использование обоих вариантов. Одна половина помещения может быть отапливаемая водяным контуром, уложенным по схеме змейка, тогда как другая часть помещения будет отапливаться трубой, смонтированной по схеме улитка.

Деревянный теплый пол с жидким теплоносителем

В том случае, если у вас имеются перекрытия из дерева целесообразно применить другую конструкцию теплого пола.

Существует два основных типа теплого деревянного пола: реечный и модульный.

При укладке модульного пола используются готовые элементы, изготавливаемые из древесно-стружечной плиты, в которых заводским способом уже сделаны пазы для установки труб теплоносителя.

Установка реечного пола с подогревом происходит следующим образом:

1. Сначала на перекрытие укладываются полосы ДСП шириной от 15 до 40 сантиметров. К перекрытию плиты крепятся винтами саморезами с шагом около 2 сантиметров.
2. Между плитами оставляется зазор для тепловой деформации и для прокладки труб теплоносителя. Такой же зазор остается и между плитами и стенами помещения.
3. В пазы между плитами ДСП размещается алюминиевый профиль, являющийся основанием для труб теплоносителя.
4. Внутри алюминиевого профиля располагаются трубы теплого пола.

Существует и вариант укладки трубопроводов водяного отопления и в пол на лагах.

Укладка водяного теплого пола на пол на лагах

1.Первым этапом конструкции такого пола является укладка слоя теплоизоляции из вспененного полимера.

2. Затем устанавливаются деревянные лаги.

3. Согласно намеченной схеме укладывается фигурная конструкция из алюминия, которая будет служить ложем для теплоносителя и одновременно будет отражать тепловой поток.

4. В промежутках между лагами и трубами укладывается дополнительная теплоизоляция.

5. поверх этой конструкции размещается влаговпитывающий слой. В качестве нее можно использовать вспененный полиэтилен или обычный картон.

6. Поверх конструкции из деревянных лаг, алюминиевых профилей и труб теплоносителя укладывается черновой пол, например, из плит ДСП или из гипсоволокнистого листа. Не забудьте оставить между плитами зазор для теплового расширения. Аналогичный зазор необходимо оставить и между плитами и стенами.

7. На черновой пол монтируется финишное покрытие – кафельная плитка.

Для того, чтобы более подробно ознакомиться с пошаговым алгоритмом монтажа водяного теплого пола под плитку своими руками – предлагаем вам просмотреть видео-инструкции:

Типы монтажных схем

План расположения труб для системы отопления надо составлять не спеша. Ошибки могут становиться причиной появления очень неприятных проблем во время эксплуатации строения, их устранение – дорогое и сложное занятие. Намного целесообразнее предусматривать последствия решений на несколько шагов вперед. В настоящее время профессиональные монтажники систем подогрева пола рекомендуют использовать три схемы. Каждая имеет свои особенности, сильные и слабые стороны. Окончательное решение нужно принимать лишь после тщательного анализа всех факторов.

Таблица. Варианты контуров водяного пола

Где можно использовать

В виду достаточной толщины и массы всей системы, её использование ограничено частным домостроением. В квартирах водяной тёплый пол устанавливать крайне нерационально.

Главная причина – это сложности с подключением питания. К системе центрального отопления можно подключаться только после разрешения из контролирующих органов. И получить его практически невозможно. Даже если оно будет, то исчезнет основной лейтмотив – автономность. Нам известны варианты с установкой в квартире электрических и даже газовых котлов, но это единичные случаи, которые только подтверждают правило: водяной тёплый пол используют только в частных домах.

Тестирование водяного пола

Перед заливкой пола необходимо обязательно протестировать его в условиях повышенного давления и температуры, для чего используется следующая технология:

• Система полностью заполняется теплоносителем;
• Давление в контуре доводится до 5 бар;
• Поскольку давление будет постепенно падать до 2-3 бар, предыдущую операцию нужно будет повторить несколько раз;
• В процессе нагнетания давления нужно осмотреть все трубопроводы и соединения на предмет протечек;
• Давление устанавливается на уровне около 1,5-2 бар (рабочее давление), после чего система оставляется в таком состоянии на сутки;
• Если давление за сутки не упало, то нужно установить максимальную рабочую температуру и подождать, пока теплоноситель пройдет по всем контурам;
• Если на каждом участке системы в течение суток удерживается схожая температура, то система работает нормально.

После проверки, которая подтвердила работоспособность системы, остается лишь залить финишную стяжку.

Стяжка

ВАЖНО: верхний слой стяжки заливают только при заполненном контуре. Но перед этим, металлические трубы заземляют, и закрывают толстой полиэтиленовой плёнкой

Это важное условие, для предотвращения коррозии вследствие электрохимических взаимодействий материалов.

Вопрос армирования можно решить двумя способами. Первый – положить сверху трубы кладочную сетку. Но при таком варианте, возможно появление трещин в следствии усадки.

Другой способ – дисперсное армирование фиброй. При заливке водяных тёплых полов, лучше всего подходит стальная фибра. Добавленная в количестве 1 кг/м3 раствора, она равномерно распределится по всему объёму и качественно повысит прочность застывшего бетона. Полипропиленовая фибра, для верхнего слоя стяжки подходит гораздо меньше, ибо прочностные характеристики стали и полипропилена даже не конкурируют друг с другом.

Устанавливают маяки и замешивают раствор по вышеизложенной рецептуре. Толщина стяжки должна быть не менее 4 см над поверхностью трубы. Учитывая, что ø трубы 16 мм, общая толщина будет достигать 6 см. Время созревания такого слоя цементной стяжки – 1,5 месяца

ВАЖНО: Ускорять процесс включая подогрев пола – недопустимо! Это сложная химическая реакция образования «цементного камня», которая происходит при наличии воды. А нагрев вызовет её испарение

Ускорить созревание стяжки можно при включении в рецептуру специальных добавок. Некоторые из них вызывают полную гидратацию цементу уже через 7 суток. И кроме этого значительно уменьшают усадку.

Определить готовность стяжки можно, если положить на поверхность рулон туалетной бумаги, и накрыть его кастрюлей. Если процесс созревания окончился, то на утро бумага будет сухая.

Требования к помещениям

Перед монтажом теплого пола из труб с водой необходимо выяснить – выдержит ли межэтажное перекрытие дополнительную нагрузку. При правильном устройстве по СНиПам бетонная стяжка над укладываемым трубопроводом с теплоносителем должна подниматься на 45–50 мм. Тоньше нельзя из-за низкой прочности получающегося слоя, а толще делать не рекомендуется, потому что вырастает энергопотребление на прогрев бетона.

Каждый квадратный метр стяжки из ЦПС с маркой М300 и высотой 10 мм – это приблизительно 22 кг. Плюс сюда добавляется вес арматуры и утеплителя, а также напольного покрытия.

В итоге общая нагрузка на перекрытие от «теплого пола» в комнате 15–20 квадратов нередко превышает пару тонн. Если плита между этажами не способна выдержать такую дополнительную массу, то рассматриваемую систему обогрева делать нельзя.

Твердеющий бетон и температурные колебания – вещи несовместимые. Также нельзя для его просушки прибегать к преждевременному включению водяного пола на «отопление», что приведет к появлению в бетонном слое локальных участков с перегревом. В этих случаях стяжка неизбежно растрескается и утратит свою прочность.

Теплопроводимость разных материалов

Схема подключения теплого пола от радиатора

Это специальные комплекты, предназначенные для подключения одной петли теплого пола на площадь 15-20 кв.м. Выглядят как пластиковая коробка, внутри которой в зависимости от производителя и комплектации, могут находиться ограничители по температуре теплоносителя, ограничители температуры воздуха в помещении и воздухоотводчик. 

Теплоноситель поступает в петлю подключенного водяного теплого пола прямо из высокотемпературного контура, т.е. с температурой 70-80оС, остывает в петле до заданной величины и заходит новая партия горячего теплоносителя. Дополнительный насос здесь не требуется, должен справляться котловой. 

Недостатком является низкий комфорт. Зоны перегрева будут присутствовать.

Достоинство данной схемы подключения водяного теплого пола в легкой установке. Применяются подобные комплекты, когда малая площадь теплого пола, малое помещение с нечастым пребыванием жильцов. Не рекомендуется устанавливать в спальнях. Подойдет для отопления санузлов, коридоров, лоджий, и т.д.

Подведем итог и сведем в таблицу:

Мастера-сантехники и эксперты по теплогазоснабжению рекомендуют избегать схем подключения водяного теплого пола к рабочим ветвям отопления. Греющие контуры теплового пола лучше запитывать прямо на котел, чтобы обогрев пола мог функционировать независимо от батарей, особенно в летнее время.